Способ формирования защитного покрытия

%ВОВИК"."ЛЗ- ЩщщЕ САНИЕ ТЕНИ.,лЯЯЩЩ 2 ия на предежащую эакой детали ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Алтайский политехнический институт им. И. И; Полэунова(56) Ч 1 псепт ЧЧ., Огципег Н, КегавИсзсЫсйтеп сгайцп 9 епсереп. МасЫпептагИ. Т. 92;1986, %16, с. 54 - 58.Ваз О., Ясйцег А., ТацзЬИг СЬ. Е ггецдц пд зсЫацчегзсЫе 1 Ыеэтег; ОЬегтасЬепзсЫСЬ 1 еп бцгсЬ 1.взСпвереп в 1 т ЕеИгопепзтгаЫ. ОЧЯ-Вег, 1983, М 81, с.12-16.(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ(57) Изобретение относится к способам электронно-лучевого оплавления материалов и может быть использовано в энергетиИзобретение относится к способам электронно-лучевого оплавления материалов и может быть использовано в энергетическом машиностроении для защиты иэделий, эксплуатируемых в условиях высокотемпературного газоабразивного износа.Цель изобретения - создание покрытия, сохраняющего износостойкость и жаростойкость при температурах до 10000 С и минимизирующего при этом тепловую деформацию защищаемого изделия.При реализации изобретенварительно очищенную и подлщите поверхность металличес 1676771 А 1 ческом машиностроении для защиты изделий, эксплуатируемых в условиях высокотемпературного газоабразивного износа. Цель изобретения - создание покрытия, сохраняющего износостойкость и жаростойкость при температурах до 1000 С и минимизирующего при этом тепловую деформацию защищаемого изделия. На поверхность иэделия напыляют порошковый интерметаллид й 1 зА 1, используя, например, плазменную технологию нанесения покрытий. Затем напыленную поверхногть облучают в вакууме сканирующим по ее площади электронным пучком, оплавляя защитный слой на глубину, не превышающую его толщину. Оплавленный защитный слой интерметаллида М ЗА имеет аномально высокий предел текучести при температурах до 1000 С, характеризуется повышенной износостойкостью и жаростойкостью, что позволяет повысить долговечность защищенного изделия,наносят порошковый защитный материал, стехиометрический состав которого соответствует формуле Й 1 зА 1. Затем защитный слой оплавляют в вакууме электронным пучком на тлубину, не превышающую толщинуэтого слоя.Интерметаллид Й 1 зА наносят на защищаемую поверхность методом плазменного напыления, используя порошок, например, сплава "ПН 85 Ю 15". При оплавлении напыленного слоя электронным пучкам последний переводят в режим сканирования для более равномерного облучения защитной поверхности. При необходимости во время1676771 Составитель Е.Мамутов Редактор М.Петрова Техред М,Моргентал Корректор ТМалец к Заказ 3069 Тираж 497 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издвтелвскии комбинат "Петлит", г, Узггород, ул.Гвгаринв,01 облучения перемещают изделие и/или электронный излучатель.Оплавленный слой покрытия является анизотропным интерметаллидом стабильного во времени стехиометрического состава йзА, которому свойственен аномально высокий предел текучести при высоких до 1000 С) температурах,Например, при нагреве с 200 до 1000 С его предел текучести о 0,2 увеличивается со 100 до 600 МПа. В то время как защищаемая, например, углеродистая сталь 20 К при нагреве с 200 до 450 С снижает свой передел текучести 0 о,г с 216 до 118 МПа.Именно упрочнение защитного слоя, разупрочняющегося при высокой температуре защищаемого металла,. препятствует тепловой деформации иэделия.Ограничение глубины оплавления защитного слоя .его толщиной позволяет исключить возможность перемешивания интерметаллида с защищаемым металлом (что могло бы снизить жаростойкость покрытия) и обеспечивает формирование слоистой структуры слоя, содержащей пористый и монолитный интерметаллид одного фазового состава ЮзА 0, где пористый итерметаллид демпфирует ударные нагрузки по монолитному интерметаллиду,Количественный пределы толщины защитного слоя при плазменном напылении могут составлять 40 - 120 мкм.Изобретение апробировано для защиты труб котлов с "кипящим слоем". Трубы изготавливали из углородистой стали 20, Их йоверхность очищали дробеструйным методом и металлизировали плазменным методом, напыляли на нее порошок сплава ПН 85 Ю 15. Каждую напыленную трубу размещали в вакуумной камере электронно-лучевой установки и оплавляли сканирующимэлектронным пучком, мощность которого вконкретном случае составляла 3 кВт.Испытания показали, что эти трубы с5 покрытиями обладают при 600 С вдвоебольшей жаростойкостью по сравнению струбами без покрытия, изготовленного описанным способом, При 800 С жаростойкость покрытия труб возрастает в 2,5 раза,10 а при 1000 С - в 4 раза в сравнении с незащищенными трубами.При 1000 С сталь 20 этих защищенныхтруб окисляется в 2,5 раза медленнее посравнению с нержавеющей сталью15 12 Х 18 Н 10 Т, а износостойкость оплавленного покрытия в 2,5 - 3 раза превышаетизностостойкость незащищенной трубы иподдерживается на уровне иэносостойкости стали 12 Х 18 Н 10 Т.20 Технико-экономическая эффективностьизобретения определяется повышениемдолговечности защищенных металлическихизделий и в каждом конкретном случае зависит от масштабов применения,25 Формула изобретенияСпособ формирования защитного покрытия на поверхности металлическойдетали, при котором на защищаемую поверхность вапыляют порошковый защитный30 материал и затем оплавляют его электронным пучком в вакууме, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью создания покрытия, сохраняющего износостойкость и жаростойкостьпри температурах до 1000 С и минимизиру 35 ющего при этом тепловую деформацию защищаемого изделия, в качестве защитногоматериала используют интерметаллидИЗА; напыленный слой которого оплавляют на глубину, не превышающую толщину40 этого слоя.